JP7415170B2 - 土壌腐食試験装置及び土壌腐食試験方法 - Google Patents
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Description
《第1実施形態》
[土壌腐食試験装置]
図1は、本発明の第1実施形態に係る土壌腐食試験装置の縦断面図である。図2は、本発明の第1実施形態に係る土壌腐食試験装置の上面図である。図1及び図2には、土壌を加圧する前の状態の土壌腐食試験装置を示している。土壌腐食試験装置1は、試験槽2と、土圧制御装置10とを含む。
試験槽2は、土壌を収容可能である。土壌は、耐食性を評価する環境を模擬して人工的に作られた模擬土壌であってもよく、腐食環境を調査する場所の実土壌であってもよい。以下、試験槽2には、土壌として、模擬土壌3が収容されるものとして説明する。模擬土壌3は、例えば、水道水を含水させた中性土、パイライトを添加した酸性土等である。土壌腐食試験の際には、試験槽2の所定の高さまで模擬土壌3が収容される。
土圧制御装置10は、載荷板5と、鉛直加圧装置6Vと、第1水平加圧装置6H1と、第2水平加圧装置6H2とを含む。図2では、鉛直加圧装置6V、第1水平加圧装置6H1、及び第2水平加圧装置6H2は、図示を省略している。
本実施形態の土壌腐食試験装置によれば、土壌腐食試験中の土壌について、鉛直方向VDの土圧、及び水平所定方向HDの土圧を制御することができ、土壌と試験体(金属部材)との接触状態を正確に制御できる。鉛直方向VDの土圧、及び水平所定方向HDの土圧を制御することで、これら2方向の応力の様々な組み合わせを想定した土壌腐食試験を試験槽内に再現することができる。
図3は、本実施形態の土壌腐食試験装置の縦断面図である。図3には、土壌を加圧している状態の土壌腐食試験装置を示している。図1~図3を参照して、本実施形態の土壌腐食試験方法について説明する。本実施形態の土壌腐食試験方法では、上述した本実施形態の土壌腐食試験装置を用いる。本実施形態の土壌腐食試験方法は、準備工程と、鉛直土圧制御工程と、水平第1土圧制御工程と、水平第2土圧制御工程とを含む。
準備工程では、模擬土壌3を試験槽2に収容し、模擬土壌3と試験体4とを接触させる。つまり、準備工程により、試験槽2内で、模擬土壌3と試験体4とが接触した状態(例えば、試験体4が模擬土壌3に埋設された状態)を得る。まず、第1側板2S1と第2側板2S2との間隔(第1及び第2溝G1、G2が形成されている部分の間隔を除く。)が載荷板5の水平所定方向HDに沿う長さと同じ又はそれより大きくなるように、第1側板2S1及び第2側板2S2を配置する。載荷板5は、試験槽2の外部に配置する。したがって、第1溝G1及び第2溝G2のいずれにも、載荷板5の端部は収容されていない。この状態の試験槽2に、模擬土壌3及び試験体4を収容する。
鉛直土圧制御工程は、準備工程後に実施される。鉛直土圧制御工程では、上述した土圧制御装置10の鉛直加圧装置6Vによって、バー7及び載荷板5を介して模擬土壌3に所定の大きさの力を加える。より詳細には、模擬土壌3及び試験体4を試験槽2へ収容し終えた後、載荷板5を、試験槽2内へと下降させ、模擬土壌3に接触させる。そして、載荷板5をさらに下降させることにより、模擬土壌3に所定の大きさの力を加える。これにより、鉛直方向VDの土圧を制御する。
水平第1土圧制御工程は、準備工程後に実施される。水平第1土圧制御工程では、上述した土圧制御装置10の第1水平加圧装置6H1によって、第1側板2S1に水平所定方向HD右向きの所定の大きさの力を与える。これにより、模擬土壌3を加圧し、第1側板2S1の高さ位置における模擬土壌3の水平所定方向HDの土圧を制御する。ここで、第1側板2S1の高さ位置とは、第1側板2S1の上端と第1側板2S1の下端との間の範囲の高さ位置をいう。同様に、以下、ある部材の高さ位置とは、その部材の上端とその部材の下端との間の範囲の高さ位置をいう。本実施形態では、第1側板2S1の高さ位置における模擬土壌3は、実質的に、試験槽2に収容されたすべての模擬土壌3である。
水平第2土圧制御工程は、準備工程後に実施される。水平第2土圧制御工程では、上述した土圧制御装置10の第2水平加圧装置6H2によって、第2側板2S2に水平所定方向HD左向きの所定の大きさの力を与える。これにより、模擬土壌3を加圧し、第2側板2S2の高さ位置における模擬土壌3の水平所定方向HDの土圧を制御する。本実施形態では、第2側板2S2の高さ位置における模擬土壌3は、実質的に、試験槽2に収容されたすべての模擬土壌3である。
鉛直土圧制御工程、水平第1土圧制御工程、及び水平第2土圧制御工程を実施した後、任意の試験期間、鉛直方向VD及び水平所定方向HDのそれぞれについて、模擬土壌3に所定の大きさの応力を与える。より詳細には、模擬土壌3に対して、鉛直加圧装置6Vによって鉛直方向VDの所定の大きさの土圧を与えつつ、第1水平加圧装置6H1及び第2水平加圧装置6H2によって、水平所定方向HDの所定の大きさの土圧を与えた状態を維持する。必要により、所定期間の間に、鉛直方向VDの土圧及び水平所定方向HDの土圧の少なくとも一方を、1回以上変更してもよい。試験期間を経過した後、試験体4を取り出し、腐食状態を調査する。
[土壌腐食試験装置]
図4は、本発明の第2実施形態に係る土壌腐食試験装置の縦断面図である。この土壌腐食試験装置1Aは、試験槽2Aと、土圧制御装置10Aとを含む。
本実施形態の土壌腐食試験方法は、準備工程と、鉛直土圧制御工程と、水平第1~第16土圧制御工程とを含む。鉛直土圧制御工程、水平第1~第16土圧制御工程は、任意の順序で、順次実施することができる。また、鉛直土圧制御工程、及び水平第1~第16土圧制御工程のうちの2工程以上を同時に実施してもよい。
2、2A:試験槽
2B:底板
2S1:第1側板
2S2:第2側板
2S3:第3側板
2S4:第4側板
3:模擬土壌
4、4A:試験体
5:載荷板
6V:鉛直加圧装置
6H1:第1水平加圧装置
6H2:第2水平加圧装置
6H3:第3水平加圧装置
6H4:第4水平加圧装置
7:バー
10、10A:土圧制御装置
B1:第1加圧ブロック
B2:第2加圧ブロック
G1:第1溝
G2:第2溝
Claims (10)
- 土壌中における金属部材の耐食性の評価に用いる土壌腐食試験装置であって、
土壌を収容可能、かつ、評価対象の試験体を前記土壌に接触した状態で収容可能な試験槽と、
前記試験槽に収容された前記土壌の土圧を制御可能な土圧制御装置と、
を備え、
前記試験槽は、
底板と、
前記底板上に、前記底板に略垂直に設けられているとともに、互いに略平行に配置された第1及び第2側板と、
前記底板上に、前記底板及び前記第1側板に略垂直に設けられているとともに、前記第1及び第2側板を挟むように、かつ、互いに略平行に配置された第3及び第4側板と、
を備え、
前記第1側板は、水平面内の所定方向に移動して前記第2側板に対して近接及び離間できるように構成されており、
前記土圧制御装置は、
前記試験槽に収容された土壌に、前記底板とは反対側から接触する載荷板と、
前記載荷板を介して、前記試験槽に収容された土壌に、鉛直方向の所定の大きさの力を与える鉛直加圧装置と、
前記第1側板を介して、前記試験槽に収容された土壌に、前記所定方向の所定の大きさの力を与える第1水平加圧装置と、
を備えた、土壌腐食試験装置。 - 請求項1に記載の土壌腐食試験装置であって、
前記第1側板において、前記第2側板に対向する面には、前記載荷板の端部を収容可能な第1溝が形成されている、土壌腐食試験装置。 - 請求項1又は2に記載の土壌腐食試験装置であって、
前記第2側板は、前記所定方向に移動して前記第1側板に対して近接及び離間できるように構成されており、
前記土圧制御装置は、前記第2側板を介して、前記試験槽に収容された土壌に、前記所定方向の所定の大きさの力を与える第2水平加圧装置をさらに備えた、土壌腐食試験装置。 - 請求項3に記載の土壌腐食試験装置であって、
前記第2側板において、前記第1側板に対向する面には、前記載荷板の端部を収容可能な第2溝が形成されている、土壌腐食試験装置。 - 請求項1~4のいずれかに記載の土壌腐食試験装置であって、
前記底板と前記第1側板との間に配置され、前記所定方向に移動できるように構成された第1加圧ブロックをさらに備え、
前記土圧制御装置は、前記第1加圧ブロックを介して、前記試験槽に収容された土壌に前記所定方向の所定の大きさの力を与える第3水平加圧装置をさらに備えた、土壌腐食試験装置。 - 請求項1~5のいずれかに記載の土壌腐食試験装置であって、
前記底板と前記第2側板との間に配置され、前記所定方向に移動できるように構成された第2加圧ブロックをさらに備え、
前記土圧制御装置は、前記第2加圧ブロックを介して、前記試験槽に収容された土壌に前記所定方向の所定の大きさの力を与える第4水平加圧装置をさらに備えた、土壌腐食試験装置。 - 請求項1~6のいずれかに記載の土壌腐食試験装置を用いる土壌腐食試験方法であって、
前記土壌を前記試験槽に収容し、前記土壌と前記試験体とを接触させる準備工程と、
前記準備工程後、前記土圧制御装置の前記鉛直加圧装置によって前記土壌の鉛直方向の土圧を制御する鉛直土圧制御工程と、
前記準備工程後、前記土圧制御装置の前記第1水平加圧装置によって、前記第1側板の高さ位置における前記土壌の前記所定方向の土圧を制御する水平第1土圧制御工程と、
を含む、土壌腐食試験方法。 - 請求項3又は4に記載の土壌腐食試験装置を用いる、請求項7に記載の土壌腐食試験方法であって、
前記準備工程後、前記土圧制御装置の前記第2水平加圧装置によって、前記第2側板の高さ位置における前記土壌の前記所定方向の土圧を制御する水平第2土圧制御工程をさらに含む、土壌腐食試験方法。 - 請求項5に記載の土壌腐食試験装置を用いる、請求項7又は8に記載の土壌腐食試験方法であって、
前記準備工程後、前記土圧制御装置の前記第3水平加圧装置によって、前記第1加圧ブロックの高さ位置における前記土壌の前記所定方向の土圧を制御する水平第3土圧制御工程をさらに含む、土壌腐食試験方法。 - 請求項6に記載の土壌腐食試験装置を用いる、請求項7~9のいずれかに記載の土壌腐食試験方法であって、
前記準備工程後、前記土圧制御装置の前記第4水平加圧装置によって、前記第2加圧ブロックの高さ位置における前記土壌の前記所定方向の土圧を制御する水平第4土圧制御工程をさらに含む、土壌腐食試験方法。
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